Каждая подобная сеть обычно содержит одну или несколько точек доступа, размещенных в обслуживаемой зоне и подключенных к сети оператора. Все, что нужно иметь пользователю для работы в таком месте, это ноутбук с картой беспроводного доступа или PDA с поддержкой 802.11b. Среди услуг, которые могут предложить операторы мобильной связи, - доступ в Интернет, пользование почтовым ящиком, чатом, просмотр видеофильмов, Интернет-телемаркетинг, доступ к корпоративной сети и т. п.
Сети WLAN с доступом в Интернет уже вовсю разворачивают у себя Китай, Финляндия, Швеция, Новая Зеландия. А крупные сотовые операторы США - AT&T Wireless, Cingular Wireless, Verizon jmmunications - вместе с IBM и Intel работают над проектом Rainbow (Радуга), нацеленным на развертывание большого числа точек беспроводного доступа по всей стране. Подобные тенденции есть и в Германии, Дании, Англии, Австрии, Швейцарии и многих других странах.
В некоторых случаях сотовые компании вообще могут отказаться от планов развертывания сетей 3G в пользу технологии Wi-Fi. Тем более что вразумительных ответов на простой вопрос "Кому нужен высокоскоростной Интернет посреди улицы?" получено не так уж и много, а в локальных зонах беспроводные сети обеспечивают такой доступ существенно лучше. Да и для подвижных объектов перспективы заманчивые. Например, Cisco Systems активно занимается разработкой оборудования для поддержки беспроводной связи в транспортных средствах (концепция "сетей в движении" - Networks-in-Motion). В результате целые локальные сети смогут пользоваться роумингом при переходе из одной беспроводной сети в другую, что весьма важно для поддержки связи в автомобилях и всех остальных видах транспорта.
Есть и другой вариант решения этой задачи - размещение оборудования точек доступа WLAN на аэростатах. Положительные результаты натурной проверки (мобильные компьютеры связывались по Wi-Fi с висящим в воздухе аэростатом в пределах зоны радиусом более 15 км) подтвердили возможность охвата таким способом всей территории США и прилегающих областей Канады и Мексики, А пока точки беспроводного доступа в различных общественных местах, включая школы, университеты, больницы, множатся по всему миру быстрее, чем грибы после дождя. Наибольшего развития такие сети достигли в США, где их счет уже давно идет на тысячи.
Есть, правда, и у этой медали обратная сторона. Кроме публичных беспроводных сетей существуют еще многочисленные корпоративные и домашние сети, причем последние нередко открываются для доступа всем желающим. Удивительный альтруизм владельцев таких домашних сетей объясняется бесплатностью пользования эфиром в диапазонах ISM и наличием у многих Интернет-провайдеров безлимитных тарифных планов, в которых абонентская плата не зависит от трафика. Другими словами, владелец домашней точки доступа, открывший с нее свободный доступ в Интернет фактически не несет никаких дополнительных расходов, кроме небольшой прибавки к счету за электроэнергию. А в результате во многих городах, прогулявшись всего несколько минут пешком, можно обнаружить сигнал подобной беспроводной сети и получить доступ в Интернет, просто стоя под окном какого-либо дома. Некоторые некоммерческие организации идут еще дальше и пытаются охватить Wi-Fi-связью целые городские районы, чтобы предоставить всем пользователям бесплатный доступ в Интернет. WLAN в России
Похвастаться широким распространением локальных сетей Wi-Fi наша страна пока не может. Системы класса Radio Ethernet используются у нас сегодня в виде беспроводных сетей с мощными передатчиками, охватывающими связью достаточно большие площади или даже целые города. Но и здесь лед тоже тронулся. Одно из свидетельств тому - решение Государственной комиссии по радиочастотам об упрощении процедуры получения разрешений на использование радиочастот для внутриофисных беспроводных сетей (май 2002 г.). Теперь для эксплуатации таких сетей не требуются согласования в различных организациях (Генштаб, ФАПСИ, ГСПИ РТВ). И результаты не замедлили сказаться - уже в ноябре 2002 года сотовый оператор "ВымпелКом" объявил о начале тестовой эксплуатации в Москве двух беспроводных сетей для своих абонентов. Особенность этих сетей - использование SIM-идентификации, благодаря чему абонент, попадая в зону действия WLAN и имея необходимое оборудование, может сразу начинать пользоваться сетью. В результате идентификации с помощью GSM SIM-карт процессы регистрации в сети и выставления счета полностью автоматизированы и не требуют каких-либо действий от пользователя.
Другое достоинство разворачиваемой системы - реализация межсетевого хендовера, что дает пользователям возможность переходить из сети WLAN в сеть GPRS и обратно прямо в процессе работы без прерывания связи (естественно, с изменениями скорости обмена данными).
"ВымпелКом" планирует развернуть в течение 2003 года 100 таких точек доступа, а впоследствии организовать и WLAN-роуминг. Отрадно отметить, что в Европе пока всего лишь три компании экспериментируют с SIM-идентификацией в сетях WLAN. Будем надеяться, что и по числу публичных беспроводных сетей Россия не сильно отстанет от других стран.
По данным аналитической компании Dataquest, число точек доступа для беспроводных локальных сетей (WLAN) семейства стандартов 802,11 в Европе увеличится с 73 в 2001 году до 34840 к 2007 году. Наиболее быстрый рост числа точек доступа - до 12250 к 2007 году - прогнозируется в Европе в жилых микрорайонах. При этом число регулярных пользователей WLAN в Европе вырастет со 154 тысяч в 2002 году до 11 миллионов в 2007 году Наиболее быстрый рост числа пользователей ожидается в Германии и Великобритании.
В 2002 году в Западной Европе! насчитывалось более 3 млн устройств с доступом во WLAN, из них 70% - ноутбуки. В 2003 году число таких устройств удвоится.
Табл. Размещение точек доступа к шлюзам WLAN no категориям в Европе в 2001-2007 гг.????????????????????
Табл. Число регулярных пользователей WLAN в европейских, странах в 2002-2007 гг., тыс. ????????????????????
Развитие этой технологии началось в 1990 году, когда Institute of Electrical and Electronical Engineers (IEEE) сформировал рабочую группу для создания соответствующего стандарта беспроводных локальных сетей. Разработка завершилась летом 1997 года выпуском его первой спецификации — IEEE 802.11. IEEE 802.11 стал базовым стандартом, определившим основные протоколы, необходимые для организации беспроводных локальных сетей (Wireless Local Area Network, WLAN). В нем предусмотрено два основных типа архитектуры сетей: Ad-hoc и Infrastructure Mode. Простейшим из них является вариант Ad-hoc, который называют также IBSS (Independent Basic Service Set), он же Рееr-to-Peer ("точка-точка"). В этом режиме связь устанавливается непосредственно между рабочими станциями пользователей по принципу "каждый с каждым", и создание какой-либо общей сетевой инфраструктуры не требуется.
Но значительно большими возможностями обладают сети, работающие в режиме Infrastructure Mode. Их основу составляет сотовая архитектура, подобная той, что используется в мобильной связи. Такие сети могут состоять как из одной, так и из множества ячеек. Каждая отдельная сота беспроводной сети управляется своей базовой станцией, называемой точкой доступа (Access Point), которая взаимодействует с находящимися в пределах ее радиуса действия пользовательскими устройствами. В этом режиме устройства пользователей напрямую друг с другом не связываются, а действуют через точку доступа. Сами же точки доступа соединяются между собой либо c пoмoщью кабельной сети, либо по специальным радиоканалам и могут иметь связь с другими сетями или выход в Интернет.
Теоретически, к каждой точке доступа может быть подключено до255 пользователей (это ограничение IР-протокола), однако на практике данное число оказывается существенно меньше, от 20 до 50 пользователей. Для совместной работы в сети большого количества пользовательских устройств без взаимных помех стандартом определен специальный механизм их перехода в режим передачи данных с предварительным уведомлением (метод доступа), получивший название Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA) - множественный доступ с обнаружением несущей и предотвращением коллизий. Для повышения надежности передачи, а также для совместной работы в единой полосе частот устройств самого разного назначения с минимальными взаимными помехами в стандарте 802.11 предусмотрено использование радиоканалов с широкополосными сигналами, формируемыми по методу псевдослучайной скачкообразной перестройки рабочей частоты (Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS) или прямой последовательности (Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS).
Идея метода радиопередачи со скачкообразными перестройками частоты проста, он был опробован еще во время второй мировой войны при работе разведчиков на территориях противника. Передача радиограмм не целиком, а отдельными частями, по очереди на разных частотах, затрудняла их перехват и забивание помехами. Аналогичным образом и в современной технологии FHSS данные посылаются короткими пакетами с переходом с одной частоты на другую в соответствии с заранее заданными правилами. Для этого рабочий диапазон частот разделен на 79 каналов с шириной полосы каждого в 1МГц. При обмене информацией передатчики и приемники по заранее определенному алгоритму периодически (с интервалами в 20—400 мс) и синхронно переключаются на новый канал. Естественно, у разных пар - различные последовательности переключения частот (в общей сложности 22 варианта).
В технологии DSSS каждый бит передаваемой информации преобразуется по определенному алгоритму в последовательность из нескольких коротких импульсов ("чипов"- chip), образующих так называемый микрокадр. При приеме последовательность элементов декодируется с использованием того же алгоритма. Если в процессе передачи один или даже несколько элементов микрокадра окажутся искажены, то исходные данные во многих случаях все же можно восстановить по остальным принятым элементам. Разные пары "приемникпередатчик" в системе используют разные алгоритмы кодировки-декодировки, что обеспечивает возможность их одновременной работы без заметных взаимных помех (чужие кодовые последовательности будут восприниматься приемником как небольшой случайный шум).